[發明專利]一種波長間距漸變的準梳狀濾光片

有效

• 申請號: 201710003231.1
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN106772751B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 艾曼靈;金波;顧培夫
• 申請（專利權）人: 杭州科汀光學技術有限公司
• 主分類號: G02B5/28
• 分類號: G02B5/28;G02B6/293
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 陳升華

本發明公開了一種波長間距漸變的準梳狀濾光片，它由基底以及設置在基底第一面上的四重周期多層膜{[(HL)^p₁(xHyL)^p₂]^q}^s和基底第二面上的H和L交替的三周期四腔法布里?珀羅帶通濾光片所組成，p₁、p₂、q和s分別為四重周期的周期數，(HL)^p₁和(xHyL)^p₂為不同厚度的二個一維光子晶體，以產生二個光子禁帶，x,y為四分之一波長膜層厚度系數，H和L分別為四分之一波長膜厚的高折射率膜層和低折射率膜層，高折射率材料為Ti₃O₅，低折射率材料為SiO₂，基底為玻璃基底。本發明的準梳狀濾光片，可用于諸如非線性光通訊波分復用系統中改變DWDM的帶寬，提高波分復用系統的復用度。

技術領域

本發明涉及一種波長間距漸變的準梳狀濾光片，以用于諸如光通訊非線性波分復用系統中改變DWDM的帶寬，提高復用度。

背景技術

在光通訊波分復用系統中，用梳狀濾光片與DWDM(密集型光波分復用，DenseWavelength Division Multiplexing)濾光片串接，可以提高復用度。

現有的梳狀濾光片釆用間隔層為石英晶體的法布里-珀羅(Fabry-Perot)標準具作為高級次的間隔層，然后在石英晶體兩側分別鍍上高反射膜構成高級次的單腔干涉濾光片，如：A|(HL)^pH石英晶體H(LH)^p|A或A|(HL)^p石英晶體(LH)^p|A，這里p是表示周期數的正整數，H和L分別為高、低折射率的四分之一波長膜層，A表示空氣。存在的問題是：第一，這種法布里-珀羅干涉濾光片型的梳狀濾光片極難控制濾光片波長的位置；第二，在實際制造時難以控制石英晶體與膜層間的位相補償；第三，這種濾光片不能做成多腔，因而透射曲線的矩形系數較差；第四，更為甚者，梳狀濾光片透射帶的波長和波形極為不均勻，因為標準具的光學厚度均勻性遠遠達不到干涉濾光片間隔層的要求。

于是，工程技術人員提出釆用具有解理面結構的云母片代替石英晶體標準具來作為高級次的間隔層，這在一定程度上緩解了梳狀濾光片透射帶波長和波形極不均勻的問題，但另外三個問題依然得不到解決。實際上，工程技術人員早就提出了一種全薄膜的梳狀濾光片設計，如果要求透射帶波長間距為1nm，則設計例子為G|(HLHLH3060LHLHLHL)²L|A，其中，G表示基底，A表示空氣，該設計可以同時解決上述存在的四個問題，但新的問題是：如此厚的薄膜間隔層迄今是不可能鍍制的。這還不算，若要求更密集的透射帶波長間距為0.5nm時，則薄膜間隔層厚度高達6120L，即G|(HLHLH6120LHLHLHL)²L|A，這樣的薄膜厚度對制造簡直是不可設想的。正因為如此，現在真正能夠實施的辦法是：用云母片作為高級次的間隔層構成法布里-珀羅單腔濾光片來獲得梳狀濾光片。

本發明提出基于半導體超晶格理論來探索梳狀濾光片的設計，由于設計的梳狀濾光片波長間距是漸變的，故稱其準梳狀濾光片，它可適用于非線性變化的波分復用系統。這種準梳狀濾光片也是一種全薄膜系統的濾光片，但是其薄膜總厚度卻大大減薄，使之真正能夠用現有的設備和現有的技術制造出來。對本發明的透射帶波長間距為0.5nm密集度的準梳狀濾光片，薄膜總層數視透射帶個數不同為336～560個四分之一波長厚度的膜層，這些準梳狀濾光片的總膜層厚度大約只有上述所說的全薄膜梳狀濾光片G|(HLHLH6120LHLHLHL)²L|A總厚度的2.7％～4.6％，從而可用現有設備和技術進行實際制造。

發明內容

本發明的目的是提供一種波長間距漸變的準梳狀濾光片，以用于諸如光通訊非線性波分復用系統中改變DWDM的帶寬，提高波分復用系統的復用度。